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机器人交互技术

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江苏南京
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作者蒋再男,王珂

出版社清华大学出版社

ISBN9787302552093

出版时间2020-03

版次1

装帧平装

开本16开

纸张胶版纸

页数181页

字数293千字

定价38元

货号SC:9787302552093

上书时间2024-11-20

文源文化

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商品描述
主编推荐:
本书是新工科机器人工程专业规划教材，由哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室组织编写。
内容简介:
本书共10章，内容包括绪论，感知和认知基础，人与机器人交互框架，机器人图形交互，基于鼠标/键盘/手柄的机器人交互，基于数据手套的机器人灵巧手交互，人机物理交互安全技术，基于手势视觉识别的机器人交互，基于肢体动作识别的机器人交互，以及基于人脸表情识别的机器人交互等。本书对机器人常用的人机交互技术进行了系统概述，可作为机器人工程专业的本科生和研究生教材。本书也可作为从事机器人研究、开发和应用的科技人员的参考书。
摘要:
        第3章人与机器人交互框架
    3.1交 互 模 式
    分析人与机器人（HRI）交互模型有助于了解人机系统的结构问题和人与系统交互的动态过程。人机交互涉及人与机器人两个方面，对于整体人机交互系统的运行过程，针对不同应用背景，机器人存在着多种输入输出方式，任务执行的方式和效果也不尽相同，这就会形成不同类型的交互系统（图31）。因此，有必要提出用于人与机器人交互系统的通用模式或者框架，以便于指导和评估一般性交互系统的设计。使用该交互模型能够帮助我们了解在交互过程中究竟发生了什么，并且找出产生困难的根源，更为我们提供了一个比较不同交互类型和问题的框架。
    图31人机交互系统
    3.1.1Norman模型
    目前，Norman提出的“执行评估”循环模型是人机交互模型中最有影响力的，这个模型是通过人的目的和机器人系统动作来描述整体交互过程（图32）。根据我们对HRI的直观认识，人生成一个行动计划，然后在机器人上执行，当这个计划或者它的一部分执行完成后，用户观察机器人的输出，评估计划执行的结果，然后确定下一步的行动。这个交互循环可以分为两个主要阶段： 执行和评估。用户和系统描述领域和目标时使用不同的术语——将系统语言称为核心语言，而将用户语言称为任务语言。
    图32Norman执行评估过程
    进一步细分，Norman模型包含7个阶段，每个阶段都是用户的一个动作（图33）：
    图33Norman模型7个阶段
    （1) 建立目标： 首先，用户建立一个目标。这是用户需要做什么的一个打算，并且所使用的任务语言根据应用领域来制定。
    （2) 形成意向： 由于目标描述可能不准确，因此将目标进一步翻译成比较明确的意向。
    （3) 建立动作序列： 为了达到目标而要执行的实际动作。
    （4) 执行动作： 机器人系统执行动作序列。
    （5) 感知系统状态： 人感知到机器人系统的状态。
    （6) 解释系统状态： 人解释机器人系统的状态。
    （7) 评估系统： 对照目标和意向，评估是否满足期望，不满足则用户重新建立新的目标，并且重复这个循环，直到最终用户满足退出循环。
    3.1.2Norman模型案例
    设想人通过某种语音控制机器人系统实现对室内灯光的控制，同时来评估整体系统的交互性能，图34描述了基于Norman的交互系统评价过程。
    图34Norman模型示例
    （1) 建立目标： 在室内光线较弱的情况下，认为需要亮一点才能看清书籍，也就是说，首先建立需要房间亮一点的目标。
    （2) 形成意向： 形成打开灯的意向。
    （3) 建立动作序列： 指定机器人开灯所需要的动作。
    （4) 执行动作： 发出语音控制机器人系统打开光源开关，机器人执行相关动作任务。
    （5) 感知系统状态： 机器人执行动作之后感知结果，灯或者亮了，或者没有亮。
    （6) 解释系统状态： 灯没有亮，可以解释
...
目录:
第1章 绪论

1.1 机器人交互概念

1.2 机器人交互研究内容

1.3 机器人交互发展历史

1.3.1 命令行界面交互阶段

1.3.2 图形用户界面交互阶段

1.3.3 自然和谐的人机交互阶段

1.4 机器人交互分类

1.4.1 按空间尺度分类

1.4.2 按应用分类

1.5 人机交互应用

1.5.1 工业

1.5.2 教育

1.5.3 军事

1.5.4 文化娱乐

1.5.5 体育

1.5.6 生活

1.5.7 医疗

习题

第2章 感知和认知基础

2.1 人的感知

2.1.1 视觉

2.1.2 听觉

2.1.3 触觉和力觉

2.1.4 内部感觉

2.1.5 感觉通道的适用场合

2.1.6 刺激强度与感知大小的关系

2.1.7 感知与交互体验

2.2 知觉的特性

2.2.1 知觉的选择性

2.2.2 知觉的整体性

2.2.3 知觉的理解性

2.2.4 知觉的恒常性

2.3 认知过程与交互设计原则

2.3.1 常见的认知过程

2.3.2 影响认知的因素

2.4 概念模型及对概念模型的认知

2.4.1 概念模型

2.4.2 对概念模型的认知

2.5 分布式认知

2.5.1 基本概念和定义

2.5.2 分布式认知理论的特征

2.5.3 分布式认知在人机交互中的应用

习题...

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